基于swmm的城市雨水系统脆弱性评价与分析

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1、苏州科技学院硕士学位论文（全日制专业学位）基于SWMM的城市雨水系统脆弱性评价与分析学生姓名：龙浩指导教师姓名：李翠梅教授专业领域：建筑与土木工程研究方向：市政工程苏州科技学院环境科学与工程学院二○一四年十二月MasterDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyEvaluateandAnalyzetheVulnerabilityofUrbanStormwaterSystemBasedonSWMMMasterCandidate:LongHaoSupervisor:Prof.LiCuimeiMajor:Architectur

2、eandCivilEngineeringResearchArea:MunicipalEngineeringSuzhouUniversityofScienceandTechnologySchoolofEnvironmentalScienceandEngineeringDecember,2014苏州科技学院硕士学位论文摘要摘要雨水系统是城市重要的基础设施，对减少和排除道路积水，避免城市内涝，发挥着重要的安全保障作用。随着城市化进程的加快和城市热岛效应的凸显，城市地表径流呈现流量大，流速快的趋势，导致城市雨水系统的排水荷载增大，城市内涝的风险增加。所以，有必要采用科学的方法对城市雨水系统的

3、整体排涝能力、安全输送能力进行全面分析，为现有雨水系统改造、提高城市排涝能力做好前期性的铺垫工作。本文在分析当前城市雨水系统现状的基础上，提出了城市雨水系统脆弱性的概念，确定了雨水系统脆弱性的指标。采用层次分析法，构建了雨水系统脆弱性评价的指标体系，采用加权综合法，建立了城市雨水系统脆弱性评价模型，并根据脆弱度、重现期和积水深度的关系，初步制定了城市雨水系统脆弱性评价标准。并以CL小区为研究对象，对小区的雨水系统进行脆弱性评价，确定对雨水系统脆弱性有重要影响的因素；利用SWMM对这些重要指标因素进行不同情景的模拟与分析，确定重要因素影响系统脆弱度和排水效果的程度；并由此制定降低雨水系

4、统脆弱性的最有效措施，为制定城市抗涝措施提供相关决策依据。本文对CL小区雨水系统进行脆弱性评价，得到该小区雨水系统的脆弱度为0.7030，属于高脆弱性，系统的安全性能差；当遭遇1≤P＜5年的降雨时，小区容易形成轻微内涝。通过分析各指标表征值的大小和各指标脆弱度占系统物理脆弱度或社会脆弱度的比例，确定了该小区的关键指标因素为：管道管径，泵站调节能力，雨水池的调节能力，地表不渗透率和雨水管理水平。通过SWMM对各关键指标进行不同情景的模拟，确定了降低小区雨水系统脆弱性较显著的措施：对于重现期为3～5a年的降雨，采用增大透水地面面积控制管网节点溢流效果最显著，对于重现期为5～10a的降雨，

5、采用增设泵站和雨水池控制管网节点溢流效果最显著。整体上降低雨水系统脆弱性的措施，按显著性由大到小排列依次为：增设雨水泵站和雨水池，增设雨水池，增大透水地面面积和增大管道管径。在雨水系统实际改造中，可以将多种措施联合使用，能达到更好的效果。关键词：雨水系统，脆弱性，评价指标，评价模型，脆弱度，评价标准，SWMM模型I苏州科技学院硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTRainwaterdrainagesystemisanimportantinfrastructureofthecity,itplaysanimportantsecurityroleinreducingandelimin

6、atingthewaterintheroads,andavoidingurbanwaterlogging.Withtherapiddevelopmentofthecityandtheapparentimpactofurbanheatisland,theflowsoftheurbansurfacerunoffbecomeslargeandthespeedbecomesfaster,thesecausetheurbanrainwatersystemdrainageloadincreasedandtheurbanwaterloggingriskincreased.Therefore,iti

7、snecessarytoadoptascientificapproachtocarryoutacomprehensiveanalysisoftheoveralldrainagecapabilityandsafetransmissioncapacityoftheexistingstormwatersystem，forthepreliminaryworktoimprovethedrainagecapacityandrainwatersystemrebuild.